## PENINGKATAN PERFORMA RADIATOR KENDARAAN DENGAN NANOFLUID
Arif Surono 1)* , Sudiro 2) , Muhammad Farid Setiyawan 3) 1,2,3 D3 Teknologi Otomotif, Politeknik Indonusa Surakarta Email : arifsurono@poltekindonusa.ac.id * , sudiro@poltekindonusa.ac.id, farifsetiawan28022001@gmail.com

## INFO ARTIKEL

## ABSTRAK
Riwayat Artikel : Diterima : 12 Desember 2021 Disetujui : 20 Mei 2022 Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi pengaruh laju aliran fluida terhadap efektivitas kinerja radiator dengan menggunakan nanofluid  dari  getah  gambir.  Penelitian  diawali  dengan menghaluskan gambir padat yang  diperoleh dari pasar,  di saring memakai  ukuran  200  mesh,  selanjutnya  di  campur  dengan  air sumur dan diproses di dalam magnetic stirer selama 3 jam dan di endapkan  selama  24  jam.  Setelah  dipishkan  dengan  endapan, bahan tersebut di uji. Rangkaian alat uji yang terdiri dari radiator, flowmeter,  pompa,  pipa,  heater  dan  bak  penampung  cairan. Pengambilan data penelitian dilakukan pada suhu masuk, dinding dan  keluar  radiator.  Pada  penelitian  ini  dilakukan  variasi kecepatan  aliran  fluida  sebesar  2.5,  4.5,  dan  6  LPM.  Hasil penelitian mampu menurunkan suhu pada penggunaan laju aliran fluida  6  LPM  mampu  membuang  panas  ke  lingkungan  dengan baik.  Penurunan  suhu  yang  terjadi  sebesar  2.5  %.  Sedangkan, nilai efektivitas radiator rata-rata terendah pada kecepatan paling rendah pada 6 LPM sebesar 0,905 tertinggi pada laju aliran fluida 4.5 sebesar 0,930.
Kata Kunci : nanofluid, efektivitas, radiator

## ARTICLE INFO

## ABSTRACT
Article History : Received : 12 December 2021 Accepted : 20 May 2022
Abstract This research aims to evaluate the effect of fluid flow rate  on  the  effectiveness  of  radiator  performance  by  using nanofluid. The  research  began  by  making  a  series  of  test  kits consisting  of  radiators,  flowmeters,  pumps,  pipes,  heaters  and fluid reservoirs. The data collection of research was carried out at the temperature of the entrance, wall and exit of the radiator. In this study we did variations in fluid flow speed of 2.5, 4.5, and 6  LPM. The  results  of  the  study  were  able  to  lower  the temperature at the use of fluid flow rate 6 LPM able to dissipate heat  into  the  environment  well.  The  temperature  decrease occurred  by  2.5%.  Meanwhile,  the  lowest  average  radiator effectiveness  value  at  the  lowest  speed  at  6  LPM  was  0.905 highest  at  a  fluid  flow  rate  of  4.5  of  0.930.  Key  words: Fluida, effectiveness, radiator
Keywords: Fluid, effectiveness, radiators

## 1. PENDAHULUAN
Alat  penukar  kalor  pada  kendaraan diantaranya berupa radiator[1]. Radiator digunakan  sebagai  media  pendingin  mesin dengan  menggunakan  fluida  sebagai  media perpindahannya. Pada sistem ini cairan didinginkan melalui sirkulasi pendingin disekitar perangkat atau saluran pendingin dalam sistem  tersebut.  Cairan  pendingin  disirkulasi dalam  sistem  dengan  bantuan  pompa,  karena pengaruh pendingin yang terjadi pada sistem alat penukar kalor maka panas yang ada pada sistem tersebut berangsur-angsur hilang. Panas pada fin radiator dilepaskan ke udara luar dengan proses konveksi[2].  Panas  yang  terjadi  akibat  adanya pergerakan  mesin  yang  dapat  menghasilkan overheating, kerusakan minyak pelumas, pelemahan  logam  bagian  mesin  yang  terlalu panas, dan cepat mengalami keausan pada cincin piston,  batang  penghubung  dan  komponen lainnya[3].  Radiator  mampu  digunakan  untuk mereduksi  panas  dari  satu  medium  ke  medium lainnya untuk tujuan pemanasan dan pendinginan[4].
Sistem  pendinginan  air  panas  yang berasal dari pembakaran dalam ruang bakar dan silinder sebagian diserap oleh air pendingin yang bersirkulasi  melalui  dinding  silinder  dan  ruang bakar, ini dapat terjadi karena adanya mantel air pendingin  ( water  jacket ).  Panas  yang  diserap oleh  air  pendingin  pada  mantel-mantel  air selanjutnya  akan  menaikkan  temperatur  air pendingin  tersebut.  Air  pendingin  pada  water jacket  akan  mendidih  dan  menguap.  Hal tersebut sangat merugikan, oleh karena itu untuk menghindarinya  air  tersebut  disirkulasikan.  Air yang  memiliki  temperatur  yang  masih  dingin dialirkan mengganti air yang memiliki temperatur  lebih  panas.  Sistem  pendinginan  air memiliki  bagian  yang  bekerja  secara  integrasi satu dengan yang lainnya, komponen-komponen tersebut  akan  bekerja  untuk  mendukung  kerja sistem  pendinginan  air,  antara  lain  :  radiator, pompa  air,  kipas  ( fan ),  katup  termostat  dan mantel  pendingin  ( Water  jacket ).  Perpindahan panas  secara  konduksi  adalah  proses transfer panas  jika  panas  mengalir  dari  tempat  yang suhunya  tinggi  ketempat  yang  suhunya  lebih rendah, dengan media pengantar panas tetap.
Kinerja dari sebuah radiator  maka perlu dikaji  efektivitas  pada  sebuah  radiator.  Hal  ini
dikarenakan  akan  berdampak  besar  terhadap sistem  pendinginan  yang  terjadi  pada  mesin. Sebelumnya Prasetyo (2006), melakukan penelitian tentang pengaruh debit aliran terhadap efektivitas radiator. Hasil yang diperoleh bahwa proses perpindahan panas dari dinding ke fluida yang  bersirkulasi  semakin  banyak  kalor  yang diserap[5]. Penelitian serupa juga dilakukan oleh simamora,  dkk  (2015),  meneliti  tentang  variasi putaran  mesin  dengan  mencatat,  nilai  putaran mesin,  suhu  udara  yang  menuju  maupun  suhu udara yang meninggalkan radiator serta suhu air yang masuk maupun keluar dari radiator. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada rpm paling tinggi didapatkan efektivitas tertinggi yaitu pada putaran mesin 2500 rpm dengan nilai efektivitas 0,584[6]. Penelitian lain dilakukan oleh Prasetyo (2021), melalukan variasi putaran kipas radiator pada  kecepatan  6,5  m/s  mampu  membuang panas ke lingkungan dengan baik, hal ini terbukti bahwa  temperatur  tertinggi  pada  menit  ke  30 sebesar 84 o C pada kecepatan angin pada kipas sebesar 6,5 m/s pada 3000 rpm. Sedangkan pada 2500  rpm  temperatur  maksimal  mencapai  80,3 o C. Sedangkan pada kecepatan mesin 1000 rpm temperature maksimal mencapai 48,6 o C[7]. Pada penelitian ini menggunakan rumus metode efektivitas pendinginan. Metode efektivitas  mempunyai  beberapa  keuntungan untuk menganalisa perbandingan berbagai jenis penukar  kalor  untuk  menentukan  jenis  yang terbaik  untuk  melaksanakan  perpindahan  kalor tertentu[8].
Rumus  perhitungan  efektivitas  penukar kalor  ( Heat  Exchange  Effectiveness )  formula sebagai berikut[9] :
𝜀
= 𝑃𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑢𝑚
𝑃𝑒𝑟𝑝𝑖𝑛𝑑𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑛𝑦𝑎𝑡𝑎 … … … … … … … (1)
Apabila fluida dingin ialah fluida minimum, maka :
𝜀 = 𝑇 𝐶2 − 𝑇 𝐶1 𝑇 ℎ1 − 𝑇 𝐶1 … … … … … … … … … … … … … … … … (2)

## 2. METODE
Bahan  yang  digunakan  pada  penelitian  ini adalah  gambir  padat  dari  pasaran  yang  di haluskan  dan  di  saring  dengan  mesh  200, kemudian  di  campur  dengan  air  dengan perbandingan  1:10  ml,  selanjutnya  di  proses dengan  magnetic  stirer  selama  3  jam  dan
didiamkan  atau  di  endapkan  selama  24  jam, fluida yang di ambil dan di uji adalah yang yang sudah  terpisah  dari  endapan  di  bawahnya.  Alat yang digunakan untuk menguji adalah rangkaian sistem pendingin menggunakan radiator kendaraan  dengan  spesifikasi  tertera  pada  tabel 1.  Pengambilan  data  penelitian  diperlukan pemeriksaan  dan  pengaturan  peralatan  supaya dapat  dioperasikan  dengan  baik.  Pengaturan instrumen pada radiator, tegangan listrik, motor penggerak kipas, dan air dalam tangki radiator, selain itu perlu memeriksa komponen- komponen  alat  ukur  seperti  pada  penggunaan sensor yang dikendalikan oleh arduino.
Gambar 1 . Skema alat uji penelitian
Pengambilan data pengukuran
untuk
diujicobakan  pada  radiator  dengan  variasi  laju aliran fluida sebesar 2.5, 4.5 dan 6.5 LPM. Data yang diambil antara lain:
1. Th1: Temperatur masuk radiator ( o C)
2. Th2: Temperatur keluar radiator masuk ke mesin ( o C)
3. Tc1:  Temperatur  didepan  radiator (udara  yang  mengarah  pada  radiator) ( o C)
4. Tc2:  Temperatur  dibelakang  radiator (udarayang keluar dari radiator) ( o C)
Semua  data  yang  diperoleh  digunakan  untuk analisis unjuk kerja radiator. Spesifikasi radiator yang  digunakan  pada  penelitian  eksperimen  ini adalah, seperti tertera pada tabel 1.
Tabel 1. Spesifikasi Radiator No Data Nilai 1 Tipe Radiator Compact heat exchanger flat tube, flat fin 2 Volume Radiator P x L x T = 130 mm x 25 mm x 280 mm 3 Luas tube Tebal 1 mm x lebar 25 mm x panjang 15 mm 4 Panjang tube 150 mm 5 Jumlah baris tube 19 6 Jumlah tube tiap baris 1 7 Jarak antar tube 5 mm 8 Bahan Aluminium 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian yang telah dilakukan
didapatkan dari data hasil eksperimen. Pengambilan  data  penelitian  ini  dilakukan dengan  mengukur  suhu  yang  bersirkulasi  pada instrumen  peralatan  radiator.  Pengambilan  data secera keseluruhan dari variasi laju aliran fluida sebesar 2.5, 4.5, dan 6 LPM. Hasil pengambilan data  dan  perhitungan  tersebut,  kemudian dianalisis  suhu  masuk,  keluar,  dinding  radiator dan  analisis  efektivitas  radiator  (Ɛ)  terhadap waktu seperti yang dijelaskan pada gambar 2.
Gambar 2. Suhu keluar radiator ( o C) Hasil  pengujian  menunjukkan  bahwa  suhu air  ketika  keluar  radiator  sudah  mengalami kenaikan  ketika  awal  proses  eksperimen dilakukan  kemudian  mengalami  penurunan setelah  suhu  puncak  dilewati.  Dari  gambar  2 dapat  diketahui  bahwa  variasi  laju  aliran  fluida yakni  2.5, 4.5 dan 6 LPM dapat mempengaruhi pendinginan radiator. Dimana ketika laju aliran fluida  6  LPM  suhu  yang  terukur  mengalami peningkatan yang cukup signifikan pada detik ke 1  hingga  mencapai  suhu  puncak  pada  detik  ke 1376 (menit ke 22) dengan suhu puncak adalah 80ºC, namun setelah suhu puncak dilewati kurva
20 30 40 50 60 70 80 90 0 500 1000 1500
2000 2500
Su h u A ir K e lu ar R ad ia to r, T ( °C) Waktu (Detik) 6LPM 4.5LPM 2.5LPM
yang  terbentuk  akan  mengalami  penurunan seiring  dengan  proses  laju  pembuangan  panas pada  radiator  yang  baik  dimana  panas  pada radiator dibuang ke lingkungan [4].
Gambar 3. Suhu masuk radiator ( o C) Hasil pengambilan data berupa suhu air masuk radiator menunjukkan bahwa suhu air ketika air masuk radiator cenderung stabil. Dari gambar 3 dapat  diketahui  bahwa  variasi  laju  aliran  fluida yang digunakan dalam penelitian ini yakni  2.5, 4.5  dan  6  LPM  ternyata  dapat  mempengaruhi pendinginan radiator. Dimana ketika laju aliran fluida  6  LPM  suhu  yang  terukur  mengalami peningkatan yang cukup signifikan pada detik ke 1  hingga  mencapai  suhu  puncak  pada  detik  ke 1385 (menit ke 22) dengan suhu puncak adalah 80.75ºC,  namun  setelah  suhu  puncak  dilewati kurva yang terbentuk akan mengalami penurunan seiring dengan proses laju pembuangan  panas  pada  radiator  yang  baik dimana  panas  pada  radiator  dibuang  ke lingkungan [4].
Gambar 4. Suhu dinding radiator ( o C)
Hasil  pengambilan  data  berupa  suhu  dinding radiator  menunjukkan  bahwa  suhu  dinsing radiator  ketika  proses  eksperimen  berlangsung cenderung stabil. Dari gambar 4 dapat diketahui
bahwa variasi laju aliran fluida yang digunakan dalam penelitian ini yakni  2.5, 4.5 dan 6 LPM ternyata  dapat  mempengaruhi  pendinginan radiator. Dimana suhu yang terukur paling tinggi ketika variasi  laju  aliran fluida yang digunakan adalah  2.5LPM  dengan  suhu  78.5ºC,  namun setelah  suhu  puncak  dilewati  kurva  yang terbentuk  akan  mengalami  penurunan  seiring dengan  proses  laju  pembuangan  panas  pada radiator  yang  baik  dimana  panas  pada  radiator dibuang ke lingkungan[4].
Gambar 5. Efektivitas radiator (Ɛ)
Pada  perhitungan  efektivitas  radiator terhadap  laju  aliran  fluida  (LPM)  dengan  hasil kesesuaian antara suhu keluar radiator pada sisi air  ( o C),  dimana  efektvitas  radiator  mengalami peningkatan  kemudian  turun  seiring  dengan penambahan  kecepatan  laju  aliran  fluida. Radiator  pada  sistem  yang  digunakan  pada kendaraan  tersebut  berfungsi  cukup  baik. Efektivitas  radiator  rata-rata  terendah  pada  laju aliran  fluida  sebesar  6  LPM  sebesar  0,905 tertinggi pada laju aliran 4.5 LPM sebesar 0,930.

## 4. Ucapan Terima Kasih
Penelitian  ini  didukung  oleh  Politeknik Indonusa Surakarta melalui UPPM dalam skema hibah institusi tahun 2020/2021.

## 5. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  pengamatan,  analisis data  dan  pembahasan  diketahui  bahwa  pada penggunaan laju aliran nanofluid 6 LPM mampu membuang  panas  ke  lingkungan  dengan  baik. Penurunan  suhu  terjadi  yang  terjadi sebesar 2.5 %. Sedangkan nilai efektivitas radiator rata-rata terendah  pada  kecepatan  paling  rendah  pada  6
20 30 40 50 60 70 80 90 0 500 1000 1500 2000 2500 Su h u A ir M as u k R ad ia to r, T ( °C) Waktu (Detik) 6LPM 4.5LPM 2.5LPM 20 30 40 50 60 70 80 90 0 500 1000 1500 2000 2500 Su h u D in d in g R ad ia to r, T ( °C) Waktu (Detik) 6LPM 4.5LPM 2.5LPM 0.9 0.905 0.91 0.915 0.92 0.925 0.93 0.935 2 3 4 5 6 Ef ek ti vi ta s ( Ɛ )
Laju Aliran (LPM)
LPM  sebesar  0,905  tertinggi  pada  laju  aliran fluida 4.5 sebesar 0,930.

## 6. DAFTAR PUSTAKA
[1] U. N. Salmaan, S. A. K, and A. Professor, “Improving  Performance  in  Engine Cooling  System  using  Nanofluid-Based Coolant,” Int. J. Eng. Dev. Res. , vol. 4, no.
2,  p.  2047,  2016,  [Online].  Available: www.ijedr.org.
[2] M.  R.  Murti,  “Laju  Pembuangan  Panas Pada  Radiator  Dengan  Fluida  Campuran 80%  Air  Dan  20%  Rc  Pada  Rpm Konstan,” J. Energi Dan Manufaktur , vol.
3, no. 1, 2012.
[3] R.  Jadar,  K.  S.  Shashishekar,  and  S.  R. Manohara,  “Performance  evaluation  of Al-MWCNT based automobile radiator,”
Mater. Today Proc. , vol. 9, pp. 380–388,
2019, doi: 10.1016/j.matpr.2019.02.167.
[4] E. Study, O. F. Radiator, A. S. Source, O. F.  Heat,  E.  In,  and  A.  D.  Simulation,
“Studi  Eksperimental  Unjuk  Kerja Radiator,”  vol.  17,  no.  2,  pp.  104–108,
2017.
[5] Bambang  Teguh  Prasetyo,  “Pengujian Karakteristik Unjuk Kerja Radiator,” vol.
9, pp. 107–113, 2007.
[6] A.  Debit,  A.  Fluida,  and  T.  Efektifitas, “Analisa  Debit  Aliran  Fluida  Terhadap Efektifitas Radiator,” pp. 23–30.
[7] D. F. Simamora, F. P. Sappu, and T. V. Y. Ulaan,  “Analisis  Efektivitas  Radiator Pada  Mesin  Toyota  Kijang  Tipe  5  K,”
Poros  Tek.  Mesin ,  vol.  4,  pp.  138–147,
2000.
[8] Andi Prasetyo1 dan Arif Surono2, “Studi Eksperimental  Pergerakan  Temperatur Radiator Terhadap Putaran Mesin (Rpm) Dengan  Kecepatan  Kipas  Constant,”
Creat.  Res.  Eng. ,  vol.  1,  no.  e-ISSN: 2774-8006 | p-ISSN: 2774-8278, 2021.
[9] J. . Holman, Perpindahan Kalor , 6th ed.
Jakarta: PT. Erlangga, 1997.